勵(lì)磁機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的影響探究

吉舉正

摘 要：發(fā)電系統(tǒng)中，勵(lì)磁機(jī)是屬于獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，它的運(yùn)行與電力系統(tǒng)不產(chǎn)生直接聯(lián)系。由于勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子與電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在同一軸上安裝，因此，發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行在一定程度上受到勵(lì)磁機(jī)的影響。它的作用是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)為發(fā)電機(jī)提供備用電源，以保證發(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。本文就針對(duì)這個(gè)情況進(jìn)行研究，通過分析勵(lì)磁機(jī)的工作原理和過程，并且深入研究勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的作用。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁機(jī)；發(fā)電系統(tǒng)；平穩(wěn)運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

勵(lì)磁機(jī)的重要作用是通過自身產(chǎn)出的電能為發(fā)電機(jī)提供直流電，并且使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極上建立磁場(chǎng)。一般情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電流較大時(shí)，勵(lì)磁就會(huì)通過應(yīng)急反應(yīng)調(diào)整電流，以此，確保電壓穩(wěn)定，保證向電網(wǎng)輸出的電能安全。本文就針對(duì)勵(lì)磁機(jī)的作用進(jìn)行進(jìn)一步探討，并且對(duì)勵(lì)磁機(jī)的工作原理對(duì)電力系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析。

1.勵(lì)磁機(jī)工作中的注意事項(xiàng)

勵(lì)磁機(jī)在電力系統(tǒng)中屬于單獨(dú)運(yùn)行的個(gè)體，本身與電力系統(tǒng)沒有直接聯(lián)系。勵(lì)磁機(jī)在運(yùn)行中是通過整流子和碳刷來(lái)起到向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供電源的作用，主要是利用碳刷與發(fā)電機(jī)滑環(huán)的接觸來(lái)完成提供電源的操作。

勵(lì)磁機(jī)作為保證電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的系統(tǒng)，其本身必須具備一定的穩(wěn)定性，這樣才能發(fā)揮其自身的作用，以確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行的情況下，勵(lì)磁機(jī)就發(fā)揮了重要的作用，如果電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)故障，就會(huì)給整個(gè)電力系統(tǒng)造成不好的影響，例如短路現(xiàn)象和電壓降低等問題，這時(shí)就會(huì)對(duì)發(fā)電廠的安全供電造成影響，受到影響的發(fā)電廠的勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)會(huì)在最快的時(shí)間做出應(yīng)急反應(yīng)，通過增加勵(lì)磁電力，達(dá)到控制電壓的作用，以此，完成對(duì)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行的保障工作。因此，在勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)下，是通過不間斷的向發(fā)電機(jī)提供直流電流，來(lái)維系電壓的穩(wěn)定。一旦勵(lì)磁機(jī)出現(xiàn)故障或者系統(tǒng)故障造成發(fā)電機(jī)停機(jī)的現(xiàn)象，將對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，不僅打破了發(fā)電機(jī)的日常工作，還對(duì)生產(chǎn)的效益造成影響。由此可見，勵(lì)磁機(jī)的系統(tǒng)是否平穩(wěn)對(duì)電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行有很大程度的影響作用。

2.勵(lì)磁機(jī)的常見故障和應(yīng)對(duì)措施

勵(lì)磁機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，這就導(dǎo)致了故障隱患多種多樣，這也為相關(guān)工作人員進(jìn)行故障排除和區(qū)分帶來(lái)一定困難。因此，就要相關(guān)的工作人員具有豐富的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，并且具有分析問題和解決問題的能力，對(duì)于出現(xiàn)過的問題解決之后進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為以后的維護(hù)工作打好基礎(chǔ)，下面就對(duì)勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行中較為常見的故障進(jìn)行介紹：

2.1 勵(lì)磁機(jī)回路接地問題

由于勵(lì)磁系統(tǒng)不是密封系統(tǒng)，并且與汽輪機(jī)油路較近，汽輪機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的油、灰等雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部和電樞回路中，這時(shí)在碳刷和整流子摩擦的作用下，碳粉得到充分聚集并且依附于勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部，這將會(huì)對(duì)勵(lì)磁機(jī)和回路的絕緣水平造成影響。這種情況下，離地回路接線問題會(huì)成為常見問題，并且兩極出現(xiàn)對(duì)地電壓?jiǎn)栴}，將直接影響勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。因此，在接地問題不能及時(shí)處理的情況下，或者出現(xiàn)兩點(diǎn)接地現(xiàn)象，如果此時(shí)的電壓較高，會(huì)直接打破絕緣，到時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)遭到破壞，致使勵(lì)磁機(jī)失效。由此可見，要想保障發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行，需要先確保勵(lì)磁系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，這時(shí)就需要相關(guān)人員加大對(duì)接地故障的檢修力度，在工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施，并且將這個(gè)問題作為維護(hù)人員檢查維護(hù)的重點(diǎn)，要想降低接地故障對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的危害，需要相關(guān)人員做好日常的維護(hù)工作。

2.2 勵(lì)磁機(jī)整流子上碳刷冒火花問題

造成勵(lì)磁機(jī)整流子上碳刷冒火花的原因有兩種：一個(gè)是電磁方面的原因?qū)е?；一個(gè)是機(jī)械方面的原因?qū)е拢槍?duì)這兩個(gè)原因，我們做如下分析，并且提出相應(yīng)的對(duì)應(yīng)措施：

電磁方面的原因主要是由換向問題引起，如果換向狀態(tài)不佳，我們可以采取選擇最合適的牌號(hào)碳刷和對(duì)碳刷位置進(jìn)行調(diào)整等措施。另外，還需要在整流子的表面形成氧化亞銅薄膜，這層薄膜的作用是可以對(duì)換向操作中的電阻起到一定作用，可以確保換向狀態(tài)更趨于理想狀態(tài)，由此可見，維護(hù)整流子的表層也是日常維護(hù)中的重點(diǎn)內(nèi)容。

針對(duì)以上勵(lì)磁機(jī)振動(dòng)，冒火的原因，我們采取以下辦法：日常維護(hù)中，應(yīng)注意及時(shí)更換過短的電刷和已產(chǎn)生疲勞的恒壓簧，以使各電刷壓力，電流大體一致；利用每次臨檢或檢修，對(duì)電樞及各級(jí)繞組進(jìn)行清灰，對(duì)整流子進(jìn)行清槽、倒角；每次檢修后，檢測(cè)各刷架桿等分整流子及電刷在換向器上的中性位置是否合格，另外，用塞尺檢測(cè)各刷盒到整流子之間的距離。采取以上3個(gè)辦法，是保證機(jī)組良好運(yùn)行的必要條件。一般對(duì)于在整流子車削運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，電刷就會(huì)出現(xiàn)輕微振動(dòng)和冒火，這時(shí)候，我們抽出時(shí)間將機(jī)組停下來(lái)，用千分表測(cè)量整流子振動(dòng)情況，從而確定用砂布、砂紙?zhí)幚黼娝⒚盎鸬臅r(shí)間，具體做法是：拆下勵(lì)磁機(jī)機(jī)座（處理微小振動(dòng)，不必這樣），對(duì)靠近整流子的電樞繞組，用膠布固定牢，以免在進(jìn)行打磨時(shí)銅粒飛入電樞繞組內(nèi)部，然后將汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2500轉(zhuǎn)/分以上，100號(hào)砂布拆迭到平整的木板上對(duì)整流子進(jìn)行打磨，打磨時(shí)注意手的力量要均勻，用砂布打磨后，再用400號(hào)金相砂紙進(jìn)行磨光。

機(jī)械方面的原因包含以下4種：第一種，由于彈簧的壓力影響，使整流子與碳刷接觸時(shí)整流子表面遭到磨損，從而產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，碳刷跳躍引起勵(lì)磁機(jī)與整流子出現(xiàn)火花；第二種，由于勵(lì)磁系統(tǒng)工作時(shí)間較長(zhǎng)，，整流子表面磨損嚴(yán)重造成表面平整度受損，使得其與碳刷接觸時(shí)，碳刷出現(xiàn)跳躍情況，引起勵(lì)磁機(jī)與整流子出現(xiàn)火花；第三種，由于整流子表面的清潔程度不夠，使碳刷接觸的表面光滑程度的得不到保證，致使碳刷與整流子接觸不良，引起勵(lì)磁機(jī)與整流子出現(xiàn)火花；第四種，在碳刷的活動(dòng)得不到保證，例如出現(xiàn)卡頓和不能上下自由活動(dòng)的現(xiàn)象，也會(huì)引起火花。

針對(duì)以上問題的解決，存在一部分是無(wú)法在運(yùn)行中解決的問題，這就要求相關(guān)人員進(jìn)行具體問題具體分析，將可在運(yùn)行中解決的問題盡快處理，運(yùn)行中無(wú)法解決的問題制定出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。由上述問題的分析可以看出，加強(qiáng)對(duì)日常的維護(hù)和檢修工作可以在很大程度上避免部分安全隱患的發(fā)生，對(duì)此，需要制定明確的檢修和維護(hù)機(jī)制，為勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行做好保障工作。

另外，還應(yīng)將整流子上車床光刀拆下對(duì)其進(jìn)行重新扣槽；整流子表面可采用玻璃砂紙對(duì)其行跑拋光處理，以徹底清除邊緣或會(huì)倒塌的連片；及時(shí)調(diào)整碳刷位置，其與整流子表面的間隙應(yīng)大小合適，以維持壓力均勻；碳刷研磨也應(yīng)正確，接觸面應(yīng)達(dá)到80%，確保碳刷在刷握內(nèi)可實(shí)現(xiàn)自由上下活動(dòng)。可見，勵(lì)磁機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)前就應(yīng)做好初期工作，在源頭上避免對(duì)以后的正常運(yùn)行造成麻煩，且為促使整流子與碳刷均能夠更好地運(yùn)轉(zhuǎn)，勵(lì)磁機(jī)工作的前期晝夜中，應(yīng)使其負(fù)荷保持在60%-70%的額定電流值；還可于整流子表面涂上石蠟，以加速對(duì)整流子表面氧化膜的形成，避免冒火花現(xiàn)象出現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

勵(lì)磁機(jī)的工作狀態(tài)在很大程度上影響發(fā)電系統(tǒng)的正常供電，勵(lì)磁系統(tǒng)需要先確保自身的穩(wěn)定運(yùn)行才能保障發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。要想保證勵(lì)磁系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，需要相關(guān)人員注重日常的維護(hù)和檢修，以便在事故發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)隱患問題，并進(jìn)行及時(shí)處理，以此，保證對(duì)發(fā)電機(jī)的直流電流供給，確保發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文就對(duì)勵(lì)磁機(jī)存在的常見問題進(jìn)行分析，并且總結(jié)應(yīng)對(duì)措施，以便勵(lì)磁系統(tǒng)更好地為電力系統(tǒng)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]姜甄，張志亮.同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（10）：35.

[2]喬秀秀.大型同步汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的研究[J].2016（20）：82.

[3]姬文，李自龍.探討發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（80）：108.endprint